Если суммарная потеря напряжения до электроприемника превышает допустимое значение, то необходимо увеличить сечения линий электропередачи, а если этим не достигается решение задачи, то следует изменить схему электрической сети с целью уменьшения длины линий электропередачи.
Рис. 4.7. К расчету сечений проводников
по допустимой потере напряжения
4.2.3. Выбор сечений по экономической плотности тока
Увеличение сечения линии электропередачи повышает капитальные затраты на ее сооружение. С уменьшением сечения они снижаются, но при этом возрастает стоимость потерь электроэнергии, величина которой прямо пропорциональна потерям активной мощности и обратно пропорциональна площади поперечного сечения проводника.
Смысл экономического критерия выбора сечения целесообразно рассмотреть при анализе зависимости приведенных затрат от изменения сечения, которые при сроке строительства менее года рассчитываются по выражению
, (4.3)
где Еэ – коэффициент эффективности капиталовложений; К – единовременные капитальные вложения; И – ежегодные издержки.
Ежегодные издержки состоят из отчислений на амортизацию Иа, расходов на текущий ремонт и обслуживание Иобс, а также издержек на покрытие потерь электроэнергии Ипот:
.
Отчисления на амортизацию и расходы на текущий ремонт и обслуживание определяются в виде отчислений от капитальных вложений:
где Еа, Еобс – доля отчислений от капитальных вложений на амортизацию и обслуживание.
Подставив в (4.3) значения Иа и Иоб и выполнив преобразования, приведенные затраты получат вид
,
где 
– коэффициент суммарных отчислений от капитальных вложений.
На рис. 4.8 представлены зависимости приведенных затрат и их составляющих с изменением сечения линии электропередачи. Минимум этих затрат будет соответствовать сечению проводника, которое называется экономическим. На его величину влияет ряд факторов (стоимость строительной части линии в различных районах страны, стоимость потерь электроэнергии, количество передаваемой электроэнергии и режим ее передачи и др.).
На основе анализа всех факторов, влияющих на величину экономического сечения, и технико-экономических расчетов ПУЭ в практических расчетах рекомендуют экономическое сечение определять в за-висимости от экономической плотности тока jэ, величина которой зависит от материала проводника, конструктивного исполнения линии и от числа часов использования максимума нагрузки.
Рис. 4.8. Зависимость приведенных затрат
от сечения линии
Экономическое сечение определяется по выражению
,
где Iр – расчетная нагрузка. Расчетная величина экономического сечения округляется до ближайшего стандартного сечения (в большую или меньшую сторону).
По экономической плотности тока не выбираются сечения: линий напряжением до 1000 В при числе часов использования максимума нагрузки до 4000...5000 ч; осветительных сетей всех назначений; ответвлений к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 В; сборных шин распределительных устройств всех напряжений и сетей временных сооружений.
4.3. Выбор электрических аппаратов
4.3.1. Общие сведения
Электрическим аппаратом принято называть электротехническое устройство, предназначенное для управления электрическими и неэлектрическими объектами, а также для защиты этих объектов при ненормальных режимах работы.
Понятие «электрический аппарат» охватывает очень обширный круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике. В данном учебном пособии речь идет об электрических аппаратах, устанавливаемых в основном потоке электрической энергии, т. е. в потоке от ее источников до электрических приемников. Эти аппараты относятся к классу электрических аппаратов распределительных устройств и выбираются по следующим признакам: напряжению, функциональному назначению, номинальному току, по исполнению защиты от окружающей среды, по климатическому исполнению. После выбора по указанным признакам электрические аппараты проверяют на термическое и динамическое действия токов коротких замыканий, т. е. на термическую и динамическую устойчивость.
Выбор по номинальному напряжению. Номинальное напряжение аппарата, указанное в его паспорте, соответствует уровню его изоляции, причем всегда имеется некоторый запас электрической прочности, позволяющий аппарату неограниченно длительное время работать при напряжении на 10...15 % выше номинального. Это напряжение называют максимальным рабочим напряжением аппарата. Так как отклонения напряжения от номинального в условиях эксплуатации обычно не превышают 10...15 % при выборе аппаратов по напряжению достаточно выполнить условие
,
где Uному – номинальное напряжение установки; Uнома – номинальное напряжение аппарата.
Обычно исходя из условия электробезопасности организации работ электрические аппараты по номинальному напряжению разделяют на две группы: аппараты низкого напряжения (с номинальным напряжением до 1000 В) и высокого напряжения (с номинальным напряжением более 1000 В).
Выбор аппаратов по функциональному назначению реализуется на этапе обоснования электрических схем. На основании соответствующих условий и требований выбираются коммутационные аппараты, защитные либо защитно-коммутационные.
Выбор по номинальному току. Номинальный ток Iнома аппарата – это ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превышает длительно допустимых значений.
Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи (расчетный ток) Iр за время
t > 3T0 не превышал номинального тока аппарата
.
Согласно стандартам, номинальную температуру среды (воздуха), окружающей электрические аппараты, принимают равной 35 °С.
Если расчетная температура окружающей среды Θо. с отличается от номинальной, то длительно допустимый ток аппарата для расчетных условий охлаждения при Θос > 35 °С, вычисляют по формуле
,
где Θдоп – наименьшая допустимая температура отдельных частей аппарата. При Θос < 35 °С ток IΘ можно повысить относительно Iнома на 0,005Iнома на каждый градус понижения температуры, но всего не более чем на 0,2Iнома.
Выбор аппаратов по исполнению защиты от окружающей среды. Для предотвращения соприкосновения обслуживающего персонала с токоведущими или подвижными частями и исключения попадания в аппараты инородных тел устанавливаются специальные защитные оболочки. Согласно ГОСТ 14254-96, защитные свойства оболочки обозначаются буквами IP и двумя цифрами. Первая цифра означает степень защиты от прикосновения персонала к опасным деталям аппарата, вторая – характеризует защиту от попадания внутрь аппарата инородных предметов и жидкостей. Ниже приводятся защитные свойства некоторых исполнений по ГОСТ 14254-96.
IP00. Открытое исполнение. Защита персонала от соприкосновения с токоведущими или подвижными частями отсутствует. Инородные тела могут попадать внутрь аппарата.
IP20. Защищенное исполнение. Оболочка таких аппаратов предохраняет от случайного прикосновения к токоведущим или подвижным частям или от проникновения внутрь аппарата посторонних предметов. Оболочка должна препятствовать соприкосновению с деталями аппарата металлического щупа (диаметр 12 мм, длина 80 мм), шарик диаметром 12 мм не должен проникать внутрь аппарата.
IP22. В дополнение к свойствам исполнения IP20 оболочка защищает от вредного воздействия капель жидкости, падающих на стенку оболочки, наклоненную к вертикали под углом в пределах 15о.
IP23. В дополнение к свойствам исполнения IP20 оболочка защищает от дождя, падающего под углом 60о к вертикали.
IP40. Оболочка защищает аппарат от попадания внутрь него мелких предметов диаметром более 1 мм.
IP42. В дополнение к свойствам исполнения IP40 оболочка защищает от воздействия капель жидкости (так же, как и IP22).
IP44. В дополнение к свойствам исполнения IP40 оболочка защищает от воздействия брызг жидкости, попадающих под любым углом.
IP50. Оболочка аппарата защищает от вредного воздействия пыли (допускается попадание внутрь небольшого количества пыли, не нарушающего нормальной работы аппарата).
IP60. Пылезащищенное исполнение. Оболочка полностью препятствует попаданию пыли.
IP65. Пылеводозащищенное исполнение. В дополнение к свойствам исполнения IP60 оболочка защищает от воздействия струи воды, направленной под любым углом к ее поверхности.
IP66. Пылеводонипронецаимое исполнение. В дополнение к свойствам исполнения IP60 оболочка обеспечивает полную защиту от попадания воды внутрь аппарата при воздействии струи под любым углом к поверхности (морское исполнение).
IP67. Герметичное исполнение. В дополнение к свойствам исполнения IP60 оболочка обеспечивает полную герметичность аппарата.
Выбор аппаратов по климатическому исполнению. Воздействия климатических факторов на электрические аппараты в условиях эксплуатации регламентируются ГОСТ 15150-69. Под климатическими факторами внешней среды понимаются температура и влажность окружающего аппарат воздуха, давление воздуха (высота над уровнем моря), солнечное излучение, дождь, ветер, пыль (в том числе и снежная), солевой туман, иней, гидростатическое давление воды, действие плесневых грибков, содержание в воздухе коррозионно-активных агентов. Нормальные значения климатических факторов внешней среды, принятые для использования в технике, соответствуют данной географической зоне с учетом места размещения аппарата. В технической документации на электрический аппарат всегда оговариваются значения климатических факторов, в пределах которых обеспечивается его нормальная эксплуатация. Эти значения принято называть номинальными. Различают также рабочие и предельные значения факторов. Значения климатических факторов, при которых обеспечиваются сохранение номинальных параметров и гарантированный срок службы аппаратов, называются рабочими. При рабочих значениях климатических факторов сохраняется работоспособность аппарата в случае допустимых отклонений точности и номинальных параметров. Значения, после прекращения действия которых точность и номинальные параметры аппарата восстанавливаются, принято называть предельными рабочими.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
Основные порталы (построено редакторами)